AMD Phenom II – výroba, špecifikácie, modely, ceny...

45nm od AMD/Globalfoundries

Prvé Phenom procesory sú architektúrou a návrhom určite veľmi pokročilé procesory, no k dosiahnutiu vysokého a konkurencieschopného výkonu im chýbalo pár dôležitých vecí – vyššie frekvencie, nižšia spotreba a väčšia cache. Dočasne situáciu s prvými Phenom procesormi riešila firma najlepšie ako mohla – znížila im ceny. A vskutku – kúpiť dnes štvorjadrový procesor za niečo cez 110 EUR, to by čakal málokto. Aby však AMD začalo konkurovať skutočne agresívne a na svojich procesoroch aj zarábať, potrebovala so svojimi Phenom-mi spraviť spomínané úpravy. Tie by mali byť všetky možné realizovať prechodom na 45nm výrobný proces. A treba povedať – podarilo sa.

Phenom II sa oproti pôvodnému Phenom-u nezmenil – je to len zmenšená verzia toho istého jadra, ale s väčšou L3 cache. To aj procesorom veľmi pomohlo, u 65nm procesu jednoducho nebolo možné vtesnať viac ako 2MB L2 cache, po zmenšení na 45nm tranzistory sa objavilo miesto pre ďalšie 4MB L3 cache – teda spolu už 6MB. Počet tranzistorov stúpol z 450 miliónov na 758 miliónov, no veľkosť jadra trocha poklesla – z 285 mm^2 na 258mm^2.

Menší výrobný proces znamená aj nižšiu spotrebu, nové Phenom-y II tak už nemajú hrozivú nálepku 140W TDP. V skutočnosti sa spotrebou dostali niekde na úroveň veľmi vydarených Core2 procesorov na 45nm procese.
Stúpli konečne aj frekvencie a to do oblastí 3GHz a viac, keď 65nm Phenom-y končili pri 2,6GHz. Konečne sa dostali nové AMD procesory aj do pozornosti overclockerov – bez prítomnosti tzv. cold-bugu (procesor od určitej nízkej teploty odmieta nabehnúť) a s vôľou poddať sa pod dusíkom (alebo aj héliom) až na frekvencie za 6GHz sú tieto čipy podstatne zaujímavejšie ako prvé Phenom-y.
 

Napriek tomu, že AMD má dnes procesory vyrábané 45nm procesom, nie je to to isté, ako 45nm proces Intel-u. Obe firmy (za AMD už dnes vlastne Globalfoudries) dosahujú 45nm iným spôsobom.
Ako bolo v predchádzajúcej časti spomínané, obvody sa na wafer dostávajú pomocou fotolitografie. Vlnová dĺžka použitého žiarenia udáva minimálnu veľkosť týchto obvodov a dnes používané 193nm ultra-fialové žiarenie je použiteľné do cca 50nm. Pre 45nm teda treba niečo navyše.

AMD používa techniku nazývanú „immersion lithography“ – medzi masku a wafer sa vloží kvapalina, ktorá zvyšuje rozlíšenie „zaostrenia“ žiarenia. To umožní vytvoriť 45nm obvody aj s použitím súčasných nástrojov, čo znamená nižšie vstupné náklady na produkciu. Kvapalina slúži v podstate ako lupa.
Intel túto techniku nepoužíva, namiesto toho vyrába 45nm štruktúry tzv. „double patterning“ -om. Tu sa využívajú namiesto jednej dve masky, pričom najprv sa osvetlí fotorezist cez jednu, a potom cez druhú masku. Po odstránení „vyvolaného“ fotorezistu a oxidovej vrstvy tak vzniknú 45nm diery pre dotovanie prímesami.
Double patterning jediná známa metóda pre vytvorenie 32nm a 22nm štruktúr.

Metóda AMD Globalfoudries je lacnejšia z pohľadu začiatočných investícií – netreba vytvoriť toľko masiek. Technika ktorú používa Intel je síce drahšia, no vykompenzuje sa to vyššou výťažnosťou (viac podarených jadier na jeden wafer).
Súčasnou výhodou Intel-u je aj high-k materiál využívaný pri tvorbe hradiel (Gate) tranzistorov. Vďaka nemu je lepšie redukovaný tok prúdu cez tranzistor vtedy, keď to nie je žiaduce. AMD začne používať high-k materiál až s 32nm procesom (rok 2010).